备战2016中考化学沪教版九年级化学上册5.2 金属矿物 铁的冶炼 提高练习 （word版，含解析）

5.2 金属矿物 铁的冶炼
一．填空题（共4小题）
1．某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究．
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经初步分析：
无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种．
高炉炼铁的原理为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式： ．
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究．
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO2，也可能有未反应的 ．乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有铁． 假设二：只含有 ． 假设三：以上两种物质都含有．
【实验与探究】
（1）为验证甲组的猜想，大家按如图示进行实验（箭头表示气体流向）：
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为： ，Ⅱ中浓硫酸的作用是： ．
（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究
( http: / / www.21cnjy.com )
写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式： ．
【交流与反思】
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来 ．
2．铁是使用非常广泛的一种金属．
（1）炼铁厂常用赤铁矿石（主要成分为氧化铁）和一氧化碳反应冶炼生铁，该反应的化学方程式为 ．
（2）根据如图所示的转化关系回答问题：
①若X为非金属单质，则该反应的化学方程式为 ；
②若X为金属单质，则X的金属活动性比铁 （填“强”或“弱”）．
（3）自行车是很便捷的交通工具，为防止铁制链条锈蚀，应采取的措施是 ．
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3．铁在生产生活中应用十分广泛．
（1）工业上常用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和一氧化碳在高温下炼铁，其反应的化学方程式为 ．
（2）下列铁制品在使用时，主要利用金属具有良好导热性的是 （填标号）．
A．铁锤 B．铁丝 C．铁锅
（3）如图实验中，洁净无锈的铁钉在 （填标号）情况下最容易生锈．写出防止铁制品生锈的l条措施：
（4）某麦片里添加了一种极细的铁粉，食用后在胃酸（含HCl）作用下可被人体吸收．写出铁与胃酸反应的化学方程式： ．
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4．钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料 ( http: / / www.21cnjy.com )，但全世界每年都有约占产量四分之一的钢铁生锈损失．通过查阅资料、进行实验对上述问题进行研究．请问答下列问题：
（1）我国在春秋战国时期钢铁生产就处于世界领先地位．工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3）炼铁的化学方程式是： ；
（2）常温下，铁生锈的条件是铁接触空气中的 和 ：
请设计一个化学实验证明上述结论： ．
（3）防止钢铁制品生锈常用的方法是（举一个实例）： ．
（4）多数食品容易吸收空气中的水分变潮湿， ( http: / / www.21cnjy.com )并吸收空气中的氧气而腐败．生产上多在食品中放入一小包CaO粉末，可使食品保持干燥；现已研究成功在食品中放入一小包铁粉（包裹在多孔泡沫塑料袋中），铁粉吸收水分和氧气，变为铁锈．用铁粉代替CaO粉末的优点是： ．
二．解答题（共6小题）
5．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿 ( http: / / www.21cnjy.com )石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来．一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为 ．某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究．
[提出问题]单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为 ．为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
[猜想与假设]焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全．
[进行实验]实验步骤及注意事项如下：
①称取两份相同质量的氧化铁粉末．一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中．
( http: / / www.21cnjy.com )
②装置A和B两组实验同时开 ( http: / / www.21cnjy.com )始进行．在装置B的反应中，实验开始前应先 （选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是 ．
[实验现象]当装置B的玻璃管中固体完全由 时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有 ．
[解释与结论]焦炭和铁矿石都是固体，接 ( http: / / www.21cnjy.com )触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因．
[交流与反思]经过查阅资料和讨论， ( http: / / www.21cnjy.com )该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个： ．
[完善实验]联想到单质碳的一些化学 ( http: / / www.21cnjy.com )性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生．为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是 （选填字母，装置可重复使用）．经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2，因此装置A的不足之处是 ．
6．莱芜素有“绿色钢城”之美誉，作为全国“钢铁十强企业”的莱钢集团为上海世博会各展馆的建设提供了数万吨钢铁材料．
（1）莱钢炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图所示．其中焦炭的作用是 ．
（2）电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因．当两种 ( http: / / www.21cnjy.com )活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，因形成原电池，活泼性强的金属首先被腐蚀．利用这一原理，为了保护轮船的钢质外壳，通常在行驶的轮船外壳上连接 （填“铜板”、“锌板”）．
（3）为了满足某些尖端技术 ( http: / / www.21cnjy.com )发展的需要，人们又合成了许多新型合金材料．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料．此过程发生了 变化（填“物理”、“化学”），储氢合金属于 （填“纯净物”、“混合物”）．
7．甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉炼铁示意图．请回答下列问题．
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（1）写出甲图硬质玻璃管内反应的化学方程式： ．
（2）甲图中尾气处理的目的是 ．
（3）乙图中高炉炼铁时焦炭的作用是 ．
（4）为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口？答： ．
（5）某钢铁厂每天消耗5 ( http: / / www.21cnjy.com )000t含氧化铁76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是 t．（相对原子质量：Fe﹣56 C﹣12 O﹣16．计算结果精确到0.1t ）
8．某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理．
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（1）加热Fe2O3之前要先通一会儿CO，目的是 ．
（2）方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→（ ）→（ ）→（ ），如果导管连接错误，后果是 ．
（3）玻璃管A中发生反应的化学方程式为 ，用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是 ．
9．钢铁工业是一个国家的支柱产业之一．图1是工业炼铁的基本生产流程示意图．
请回答下列问题：
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（1）写出设备A 的名称： ；
（2）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式 ；
（3）石灰石的主要作用是造渣．写出在高温条件下石灰石分解的化学反应方程式： ；
（4）小军同学采集了一些生铁样品（含杂 ( http: / / www.21cnjy.com )质，杂质不溶于水，不与稀硫酸反应）采用如图2所示装置进行分析．分别称得锥形瓶与棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g．在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如
图3．
请认真分析数据，回答下列问题：
（5）小军数据处理的图象中正确的是
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（6）计算样品中铁的质量分数（请写明过程）
10．竖炉冶铁工艺流程如图所示．
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回答下列问题：
（1）该工艺流程中，甲烷的作用是 ，冶炼出的铁水属于 （填“纯净物”或“混合物”）．
（2）用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理 ．（写一个）
（3）该工艺流程中，可循环利用的物质是 ．
5.2 金属矿物 铁的冶炼
参考答案与试题解析
一．填空题（共4小题）
1．某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究．
( http: / / www.21cnjy.com )
经初步分析：
无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种．
高炉炼铁的原理为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式： C+O2CO2、CO2+C2CO ．
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究．
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体 ( http: / / www.21cnjy.com )A中可能有CO2，也可能有未反应的 一氧化碳 ．乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有铁． 假设二：只含有 碳 ． 假设三：以上两种物质都含有．
【实验与探究】
（1）为验证甲组的猜想，大家按如图示进行实验（箭头表示气体流向）：
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼 ( http: / / www.21cnjy.com )热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为： 二氧化碳和一氧化碳 ，Ⅱ中浓硫酸的作用是： 干燥气体 ．
（2）为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究
( http: / / www.21cnjy.com )
写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式： Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ．
【交流与反思】
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来 没有进行尾气处理 ．
考点： 铁的冶炼；常见气体的检验与除杂方法；酸的化学性质；碳的化学性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： 初步分析：
碳和氧气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳；
【猜想与假设】
尾气中可能含有一氧化碳，或二氧化碳，或一氧化碳和二氧化碳；
黑色固体中可能含有铁，或碳，或铁和碳；
【实验与探究】
磁铁能够吸引铁，稀盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气；
【交流与反思】
一氧化碳有毒，扩散到空气中会污染环境．
解答： 解：一氧化碳产生的过程为：碳和氧 ( http: / / www.21cnjy.com )气在点燃条件下反应能生成二氧化碳，二氧化碳在高温条件下能和碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式分别为：
C+O2CO2、CO2+C2CO．
故填：C+O2CO2、CO2+C2CO．
【猜想与假设】
无色气体A中可能有CO2，也可能有未反应的一氧化碳．
故填：一氧化碳．
假设一：只含有铁． 假设二：只含有碳． 假设三：以上两种物质都含有．
故填：碳．
【实验与探究】
（1）Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，说明有一氧化碳，Ⅱ中浓硫酸的作用是：干燥气体．
故填：二氧化碳和一氧化碳；干燥气体．
（2）实验操作及实验现象如表中所示．
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铁和稀盐酸反应能生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．
故填：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑．
为了防止一氧化碳污染环境，应该对尾气进行处理．
故填：没有进行尾气处理．
点评： 化学实验现象是化学实验最突出 ( http: / / www.21cnjy.com )、最鲜明的部分，也是进行分析推理得出结论的依据，掌握物质的性质和相互之间的反应关系，并有助于提高观察、实验能力．所以，对化学实验不仅要认真观察，还应掌握观察实验现象的方法．
2．铁是使用非常广泛的一种金属．
（1）炼铁厂常用赤铁矿石（主要成分为氧化铁）和一氧化碳反应冶炼生铁，该反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ．
（2）根据如图所示的转化关系回答问题：
①若X为非金属单质，则该反应的化学方程式为 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑（或Fe+2HCl═FeCl2+H2↑） ；
②若X为金属单质，则X的金属活动性比铁 弱 （填“强”或“弱”）．
（3）自行车是很便捷的交通工具，为防止铁制链条锈蚀，应采取的措施是 涂油 ．
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考点： 铁的冶炼；金属锈蚀的条件及其防护；物质的相互转化和制备；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： （1）根据书写化学方程式的步骤：写、配、注、等，正确书写化学方程式即可；
（2）根据书写化学方程式的步骤及金属活动性的知识进行分析解答本题；
（3）某些金属暴露在空气中时容易生锈，防止金属生锈的方法通常是把金属和空气或水隔绝．
解答： 解：（1）根据书写化学方程式的步骤，炼铁反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
（2）①若X为非金属单质，由图示推出x为氢气，反应的化学方程式为：
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑（或Fe+2HCl═FeCl2+H2↑）；
②若X为金属单质，铁将X从溶液甲中置换出来，所以X的金属活动性比铁 弱；
（3）防止自行车铁制链条锈蚀采取的防锈措施是：涂油；
故答案为：（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
（2）①Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑（或Fe+2HCl═FeCl2+H2↑）； ②弱；
（3）涂油．
点评： 本题考查学生对金属锈蚀的条件及其防护、金属活动顺序知识的理解与应用，及正确书写方程式的能力．
3．铁在生产生活中应用十分广泛．
（1）工业上常用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和一氧化碳在高温下炼铁，其反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ．
（2）下列铁制品在使用时，主要利用金属具有良好导热性的是 C （填标号）．
A．铁锤 B．铁丝 C．铁锅
（3）如图实验中，洁净无锈的铁钉在 B （填标号）情况下最容易生锈．写出防止铁制品生锈的l条措施： 涂上一层油漆（其他合理答案）
（4）某麦片里添加了一种极细的铁粉，食 ( http: / / www.21cnjy.com )用后在胃酸（含HCl）作用下可被人体吸收．写出铁与胃酸反应的化学方程式： Fe+2HCl═FeCl2+H2↑． ．
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考点： 铁的冶炼；金属的物理性质及用途；金属的化学性质；金属锈蚀的条件及其防护．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： （1）一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，写出反应的化学方程式即可；
（2）根据铁制品的用途推测性质；
（3）铁与水、氧气充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈；
（4）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，写出反应的化学方程式即可．
解答： 解；（1）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2；
（2）铁锤是利用铁的硬度大的性质；铁丝是利用延展性；铁锅是利用导热性；
（3）为了防止钢铁的锈蚀，人们常采用在其表面刷油漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水；
（4））铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑．
故答案为：（1）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
（2）C；（3）B 涂上一层油漆（其他合理答案）；（4）Fe+2HCl═FeCl2+H2↑．
点评： 本题难度不大，掌握工业上炼铁的原理、铁锈蚀的条件与防止锈蚀的措施、金属的化学性质是正确解答本题的关键．
4．钢铁是人类生活和生产中非常 ( http: / / www.21cnjy.com )重要的材料，但全世界每年都有约占产量四分之一的钢铁生锈损失．通过查阅资料、进行实验对上述问题进行研究．请问答下列问题：
（1）我国在春秋战国时期钢铁生产就处于世界领先地位．工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3）炼铁的化学方程式是： Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ；
（2）常温下，铁生锈的条件是铁接触空气中的 H2O 和 O2 ：
请设计一个化学实验证明上述结论： 把一支铁钉的一半浸入试管的蒸馏水中，观察生锈情况 ．
（3）防止钢铁制品生锈常用的方法是（举一个实例）： 在钢铁表面涂上油漆 ．
（4）多数食品容易吸收空气中的水分变潮 ( http: / / www.21cnjy.com )湿，并吸收空气中的氧气而腐败．生产上多在食品中放入一小包CaO粉末，可使食品保持干燥；现已研究成功在食品中放入一小包铁粉（包裹在多孔泡沫塑料袋中），铁粉吸收水分和氧气，变为铁锈．用铁粉代替CaO粉末的优点是： CaO只能吸收水分不能吸收氧气，而铁粉既能吸收水分又能吸收氧气 ．
考点： 铁的冶炼；金属锈蚀的条件及其防护；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： （1）一氧化碳在高温条件下能与氧化铁发生氧化﹣﹣还原反应，使氧化铁还原成铁，同时放出二氧化碳；
（2）根据铁在潮湿的空气中易生锈，得知铁生锈需要同时与空气中的水和氧气接触；
（3）根据日常生活中防止铁生锈的方法进行解答；
（4）由于多数食品易吸收空气中的水分而潮解，并吸收空气中的氧气而腐败，而铁粉既可吸收水分又能吸收氧气，比CaO只能吸收水分具有明显的优点．
解答： 解：（1）炼铁的原理是用一氧化碳和赤铁矿在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，故答案为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（2）铁在同时接触到水和氧气时才会被锈蚀，因此铁生锈的条件应是铁接触空气中的水和氧气，可以把一支铁钉的一半浸入试管的蒸馏水中，观察生锈情况，故答案为：H2O；O2；把一支铁钉的一半浸入试管的蒸馏水中，观察生锈情况
（3）只要隔绝空气或水就能防止铁生锈，所以 ( http: / / www.21cnjy.com )防止钢铁制品生锈常用的方法有：在钢铁表面涂上油漆 或在钢铁表面涂油 或在钢铁表面镀其他金属 或在钢铁表面烤蓝等，故答案为：在钢铁表面涂上油漆
（4）铁粉既可吸收水分防止食 ( http: / / www.21cnjy.com )品潮解，又可吸收氧气防止食品腐败，而CaO只能吸收水分而防止食品潮解，故答案为：CaO只能吸收水分不能吸收氧气，而铁粉既能吸收水分又能吸收氧气
点评： 铁是生活中常见的金属，熟练掌握与铁相关的基础知识是解答本类问题的知识基础．
二．解答题（共6小题）
5．铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来．一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ．某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究．
[提出问题]单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为 3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ ．为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
[猜想与假设]焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全．
[进行实验]实验步骤及注意事项如下：
①称取两份相同质量的氧化铁粉末．一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中．
( http: / / www.21cnjy.com )
②装置A和B两组实验同时开始进行．在装 ( http: / / www.21cnjy.com )置B的反应中，实验开始前应先 通CO （选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是 防止高温下铁又被进入的空气氧化 ．
[实验现象]当装置B的玻璃管中固体完全由 红色变为黑色 时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有 红色物质 ．
[解释与结论]焦炭和铁矿石都是固体，接 ( http: / / www.21cnjy.com )触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因．
[交流与反思]经过查阅资料和讨论，该小组 ( http: / / www.21cnjy.com )同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个： 焦炭是固体，不容易和生成的铁分离 ．
[完善实验]联想到单质碳的一些化学性质，甲同 ( http: / / www.21cnjy.com )学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生．为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是 C→D→C→E→C （选填字母，装置可重复使用）．经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2，因此装置A的不足之处是 缺少尾气处理装置 ．
考点： 铁的冶炼；常见气体的检验与除杂方法；一氧化碳还原氧化铁；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 压轴实验题；金属与金属材料．
分析： 熟记一氧化碳还原氧化铁的化学反应式；
【提出问题】熟记碳还原氧化铁的化学反应式；
【进行实验】②根据可燃性气体与空气混合加热时有爆炸的危险考虑；
【实验现象】根据氧化铁是红色，铁粉是黑色分析判断现象；
【交流与反思】根据实验完成后还要考虑分离出所要得到的物质考虑；
【完善实验】根据澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体考虑；
解答： 解：一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
[提出问题]碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑；
[进行实验]为防止一氧化碳与空气混合 ( http: / / www.21cnjy.com )加热时，引起爆炸，在实验前要先通入CO；防止高温下铁又被进入的空气氧化，实验结束后，应继续通入CO直至冷却至室温．
[实验现象]因氧化铁是红色，铁粉是黑色，B中的氧化铁被完全还原后，由红色变成黑色．此时由于A中的氧化铁还没有被完全还原，仍有红色物质；
[交流与反思]工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，如焦炭是固体，不容易和生成的铁分离；或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度；或焦炭与氧气反应生成一氧化碳的同时放出大量的热，可提供一氧化碳还原铁矿石所需的高温，节约能源等；
[完善实验]为了证明碳还原氧化铁所得的 ( http: / / www.21cnjy.com )气体中含有CO和CO2，澄清石灰水可以检验二氧化碳、氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳、一氧化碳可以还原氧化铜并生成二氧化碳气体，所以先用C检验二氧化碳的存在，为防止二氧化碳影响实验的结论，再用D中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，再次连接C检查二氧化碳是否被完全吸收；然后将气体通过E，并再次连接C，如果氧化铜由黑色变成红色，C中的澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体．因有一氧化碳存在，要进行尾气处理，而图中缺少此装置．
故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
[提出问题]3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑；
[进行实验]通CO；防止高温下铁又被进入的空气氧化；
[实验现象]红色变为黑色；红色物质；
[交流与反思]焦炭是固体，不容易和生成的 ( http: / / www.21cnjy.com )铁分离（或焦炭中含有杂质，影响铁的纯度；或焦炭与氧气反应生成一氧化碳的同时放出大量的热，可提供一氧化碳还原铁矿石所需的高温，节约能源）；
[完善实验]C→D→C→E→C；缺少尾气处理装置；
点评： 本题以实验探究的形式考查化 ( http: / / www.21cnjy.com )学反应式的书写、实验中的注意事项、以及不用碳还原氧化铁的原因，还有相关的拓展实验，可谓考查详尽，即考查了知识，又培养了学生的细心、耐心分析解决问题的能力．
6．莱芜素有“绿色钢城”之美誉，作为全国“钢铁十强企业”的莱钢集团为上海世博会各展馆的建设提供了数万吨钢铁材料．
（1）莱钢炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主 ( http: / / www.21cnjy.com )要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图所示．其中焦炭的作用是 提供能量与还原剂 ．
（2）电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因． ( http: / / www.21cnjy.com )当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，因形成原电池，活泼性强的金属首先被腐蚀．利用这一原理，为了保护轮船的钢质外壳，通常在行驶的轮船外壳上连接 锌板 （填“铜板”、“锌板”）．
（3）为了满足某些尖端技术发 ( http: / / www.21cnjy.com )展的需要，人们又合成了许多新型合金材料．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料．此过程发生了 化学 变化（填“物理”、“化学”），储氢合金属于 混合物 （填“纯净物”、“混合物”）．
考点： 铁的冶炼；合金与合金的性质；金属活动性顺序及其应用；化学变化和物理变化的判别．
专题： 生产、生活、环保类简答题；课本知识同类信息；压轴实验题．
分析： （1）从过程进行分析可以看出焦炭对过程提供了能量并为生成还原剂提供了原材料．
（2）此处应选择活动性比铁强的金属，锌的活动性比铁强，而铜的活动性比铁要弱．
（3）由叙述可知该过程生成了金属氢化物，故是化学变化，储氢合金由于含有大量的氢气及金属氢化物因此一般属于混合物．
解答： 解：（1）在第一个环节中焦炭提供了能量，第二环节则是生成了还原剂．
故答案为：提供能量和还原剂．
（2）锌的活动性比铁强，而铜的活动性比铁要弱，为保护钢制外壳，一般应选择锌板．
故答案为：锌板．
（3）由于该过程生成了金属氢化物，并有大量的氢气存在，故该过程是化学变化，且储氢合金属于混合物．
故答案为：混合物．
点评： 此题是一道关于铁的冶炼的考查题，解题时主要依据题目提供的信息进行分析，属基础性知识考查题．
7．甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉炼铁示意图．请回答下列问题．
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（1）写出甲图硬质玻璃管内反应的化学方程式： 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ．
（2）甲图中尾气处理的目的是 防止一氧化碳污染 ．
（3）乙图中高炉炼铁时焦炭的作用是 产生热量 ．
（4）为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口？答： 因为液态生铁密度大于炉渣密度 ．
（5）某钢铁厂每天消耗50 ( http: / / www.21cnjy.com )00t含氧化铁76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是 2714.3 t．（相对原子质量：Fe﹣56 C﹣12 O﹣16．计算结果精确到0.1t ）
考点： 铁的冶炼；一氧化碳还原氧化铁；含杂质物质的化学反应的有关计算；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 实验性简答题；生产实践型；压轴实验题．
分析： （1）玻璃管内盛放的氧化铁与通入的气体一氧化碳在加热条件下发生反应生成铁与二氧化碳；
（2）一氧化碳有毒，是污染空气的三种有害气体之一，不能直接排放；可利用其可燃性进行燃烧处理；
（3）焦炭为单质碳，可在氧气中燃烧生成二氧化碳，同时放出大量的热；可在高温条件下与二氧化碳反应生成一氧化碳；
（4）被还原出来的铁在高温条件下熔化成液态铁，铁的密度大于炉渣；
（5）冶炼所得生铁中铁的质量与赤铁矿石中铁元素质量相等，据此，由矿石中铁元素的质量计算可冶炼得生铁的质量．
解答： 解：（1）玻璃管内的氧化铁在高温条件下与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳；
故答案为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）一氧化碳是有毒气体，尾气中的一氧化碳需要进行处理以防止直接排放污染空气；
故答案为：防止一氧化碳污染；
（3）焦炭燃烧放出大量的热，可以提供炼铁所需要的温度；高温下焦炭可以与二氧化碳反应生成一氧化碳，为炼铁提供还原剂；
故答案为：产生热量（或“提高炉温”或产生一氧化碳）；
（4）在高温条件下，生铁熔化成液体，由于生铁密度大于炉渣密度，液体生铁流至高炉底部；
故答案为：因为液态生铁密度大于炉渣密度；
（5）5000t含氧化铁76%的赤铁矿石中氧化铁的质量=5000t×76%=3800t
3800t氧化铁中含铁的质量=3800t××100%=2660t
含铁98%的生铁的质量==2714.3t
故答案为：2714.3．
点评： 高炉炼铁中焦炭作为燃料和还原剂，是主要能源；石灰石，主要用来助熔、造渣；铁矿石，提供铁元素；空气，为焦碳燃烧提供氧、提供热量．
8．某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁的原理．
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（1）加热Fe2O3之前要先通一会儿CO，目的是 排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸 ．
（2）方框中连接的是C和D，导管接口的连接 ( http: / / www.21cnjy.com )顺序为a→（ d ）→（ b ）→（ e ），如果导管连接错误，后果是 CO会排入空气中从而污染空气． ．
（3）玻璃管A中发生反应的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ，用这种方法“炼”得的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是 “炼”得的铁不含碳，工业上的生铁含有碳． ．
考点： 铁的冶炼；仪器的装配或连接；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式．
专题： 生产、生活、环保类简答题；压轴实验题；综合实验题．
分析： 一氧化碳是可燃性气体，与氧气或空气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸．用C装置可以吸收二氧化碳和收集一氧化碳．
根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以生锈化学方程式．实验室炼出的铁不含有碳，工业上炼出的铁含有碳．
解答： 解：（1）一氧化碳是可燃性气体，与氧气或空气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸．故填：排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸．
（2）从a中排出的二氧化碳和一氧化碳气体应该从d进入氢氧化钠溶液中，这样既能吸收二氧化碳气体，又能收集一氧化碳气体．
故填：dbe．
如果导管连接错误，CO会排入空气中从而污染空气．
故填：CO会排入空气中从而污染空气．
（3）氧化铁和一氧化碳反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2．
实验室炼出的铁不含有碳，工业上炼铁的过程中使用了大量的焦炭，所以炼出的铁含有碳．
故填：“炼”得的铁不含碳，工业上的生铁含有碳．
点评： 解答本题要掌握爆炸的含义、处理尾气的方法、化学方程式的书写方法和炼铁的原理等方面的知识，只有这样才能对问题做出正确的判断．
9．钢铁工业是一个国家的支柱产业之一．图1是工业炼铁的基本生产流程示意图．
请回答下列问题：
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（1）写出设备A 的名称： 高炉 ；
（2）写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ；
（3）石灰石的主要作用是造渣．写出在高温条件下石灰石分解的化学反应方程式： CaCO3CaO十CO2↑ ；
（4）小军同学采集了一些生铁样品（含杂质，杂 ( http: / / www.21cnjy.com )质不溶于水，不与稀硫酸反应）采用如图2所示装置进行分析．分别称得锥形瓶与棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g．在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如
图3．
请认真分析数据，回答下列问题：
（5）小军数据处理的图象中正确的是 B
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（6）计算样品中铁的质量分数（请写明过程）
考点： 铁的冶炼；根据化学反应方程式的计算．
专题： 压轴实验题；有关化学方程式的计算；金属与金属材料．
分析： （1）工业炼铁又称为高炉炼铁，因为工业炼铁使用的设备为高炉；
（2）赤铁矿石中的氧化铁在高温下与一氧化碳反应，生成铁和二氧化碳；
（3）碳酸钙高温锻烧可分解生成氧化钙和二氧化碳；
（5）根据反应记录数据，完全反应放出氢气质量 ( http: / / www.21cnjy.com )=159.0g﹣158.7g=0.3g，加入稀硫酸的质量=159.0g﹣44.1g﹣9.0g=105.9g，及样品中杂质与盐酸不反应分析判断；
（6）结合反应的化学方程式，由生成氢气的质量计算生铁中铁的质量，完成分析和计算．
解答： 解：（1）工业炼铁所使用的设备为高炉，炼铁过程是在高炉内完成的；
（2）赤铁矿中的氧化铁在高温下与一氧化碳发生氧化还原反应，生成单质铁和气体二氧化碳，方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）石灰石的主要成分碳酸钙在高温锻烧时分解生成氧化钙和二氧化碳，方程式为：CaCO3CaO十CO2↑；
（5）①由于生铁样品中的杂质不溶于水且不与酸发生反应，因此反应停止后样品的质量不为0；所以图A所示的分析错误；
随着生铁不断与稀硫酸反应，放出氢气质量逐渐增大，至完全反应，放出氢气的质量=159.0g﹣158.7g=0.3g；所以图B的分析正确；
加入稀硫酸的质量=159.0 ( http: / / www.21cnjy.com )g﹣44.1g﹣9.0g=105.9g，反应使溶液的质量逐渐增大，直到反应停止溶液质量不再改变；所以图C的分析错误；
（6）设样品中的铁的质量为x
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
x 0.3g
=
解得 x=8.4g
铁的质量分数=×100%≈93.3%
故答案为：（1）高炉；
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）CaCO3CaO十CO2↑；
（5）B；
（6）样品中铁的质量分数为93.3%．
点评： 掌握炼铁的反应原理、方程式计算的方法，并会结合题意分析图象变化，书写方程式等，能很好的考查学生依据相关知识分析和解答问题的能力．
10．竖炉冶铁工艺流程如图所示．
( http: / / www.21cnjy.com )
回答下列问题：
（1）该工艺流程中，甲烷的作用是 燃烧产生热量、做生产合成气的原料 ，冶炼出的铁水属于 混合物 （填“纯净物”或“混合物”）．
（2）用化学方程式表示还原反应室内炼铁的原理 3CO+Fe2O32Fe+3CO2或3H2+Fe2O32Fe+3H2O ．（写一个）
（3）该工艺流程中，可循环利用的物质是 CO2和H2O（高温尾气） ．
考点： 铁的冶炼．
专题： 压轴实验题．
分析： （1）根据甲烷燃烧产生的热量及炼铁的原理解答，根据物质的分类标准来判断铁水所属物质的种类；
（2）根据炼铁的反应原理来完成解答；
（3）根据甲烷燃烧的产物和该流程最后所产生的气体来完成解答即可．
解答： 解：（1）甲烷燃烧放出了 ( http: / / www.21cnjy.com )大量的热，能够给炼铁提供热量，同时生成了二氧化碳和水，提供了生产合成气的原料；而在炼铁的过程中不可避免的会引入一些杂质，所以冶炼出的铁水属于混合物；
（2）从图中可以得出一氧化碳和氢气进入竖炉中充当了还原剂，所以发生的反应为氢气和氧化铁以及一氧化碳和氧化铁的反应，它们反应的化学方程式分别为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2、3H2+Fe2O32Fe+3H2O；
（3）根据甲烷燃烧的产物为二氧化碳和水，而 ( http: / / www.21cnjy.com )高温尾气的成分也为二氧化碳和水，它们进入催化反应室中可以得到合成气体（一氧化碳和氢气）；所以可以判断在该过程中能够被循环利用的物质为二氧化碳和水．
故答案为：（1）燃烧产生热量、做生产合成气的原料；混合物；
（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2或3H2+Fe2O32Fe+3H2O；
（3）CO2和H2O（高温尾气）．
点评： 解答这类题目时，首先，要熟记和 ( http: / / www.21cnjy.com )理解铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其相关知识等；然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理，最后，按照题目的要求，认真地进行选择或解答即可．